專利名稱：測(cè)量頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量頭，尤其涉及這樣一種測(cè)量頭，該測(cè)量頭應(yīng)用于在處理過(guò)程中測(cè)量工件形狀和尺寸的量具，和在處理之后測(cè)量工件形狀和尺寸的檢驗(yàn)和測(cè)量?jī)x器。
背景技術(shù)：
工件外徑同某一設(shè)計(jì)尺寸的比較測(cè)量最初需要使用尺寸母片(master)進(jìn)行檢測(cè)器的零點(diǎn)調(diào)節(jié)。每當(dāng)被測(cè)工件尺寸變化時(shí)必須進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)節(jié)，這需要大量的時(shí)間和精力。
日本專利審查申請(qǐng)公布號(hào)6-48161公開的測(cè)量頭，如圖8所示，主要包括基桿2，所述的基桿2包括位于其基端的檢測(cè)器1；測(cè)量桿3，所述的測(cè)量桿3包括位于其末端的觸點(diǎn)3a；可旋轉(zhuǎn)的支點(diǎn)軸4，所述的支點(diǎn)軸4可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐基桿2的末端和測(cè)量桿3的基端；夾具機(jī)構(gòu)5，所述的夾具機(jī)構(gòu)5將基桿2和測(cè)量桿3連接到支點(diǎn)軸4和從支點(diǎn)軸4釋放；設(shè)定臂6，所述的設(shè)定臂用于相對(duì)于支點(diǎn)軸4擺動(dòng)基桿2；和操縱機(jī)構(gòu)7，所述的操縱機(jī)構(gòu)7用于驅(qū)動(dòng)夾具機(jī)構(gòu)5和設(shè)定臂6。測(cè)量頭的零點(diǎn)調(diào)節(jié)是按如下所述完成的。
旋轉(zhuǎn)操縱機(jī)構(gòu)7的手柄8，引起操縱軸8a旋轉(zhuǎn)，固定在操縱軸8a上的偏心凸輪9b對(duì)夾具機(jī)構(gòu)5施加作用，進(jìn)而支點(diǎn)軸4被松開。然后基桿2和測(cè)量桿3相對(duì)于支點(diǎn)軸4被可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。操縱軸8a的旋轉(zhuǎn)也引起調(diào)整板6a向前移動(dòng)，伴隨偏心凸輪9a被固定到操縱軸8a的動(dòng)作，并推動(dòng)設(shè)定臂6，移動(dòng)基桿2到檢測(cè)器1的零點(diǎn)位置。
此時(shí)，母片(master)被放置在觸點(diǎn)3a之間，被觸點(diǎn)3a夾住。再次旋轉(zhuǎn)手柄8再次引起夾具機(jī)構(gòu)隨著偏心凸輪9b的動(dòng)作而驅(qū)動(dòng)，基桿2和測(cè)量桿3被固定到支點(diǎn)軸4上。同時(shí)，偏心凸輪9a的動(dòng)作引起調(diào)整板6a向后運(yùn)動(dòng)，釋放設(shè)定臂8。這使得測(cè)量頭準(zhǔn)備好測(cè)量并完成零點(diǎn)調(diào)節(jié)。
盡管具有上述配置的測(cè)量頭能夠完成零點(diǎn)調(diào)節(jié)，它具有以下缺點(diǎn)，即具有復(fù)雜機(jī)構(gòu)和大量零件，導(dǎo)致裝配煩瑣和整個(gè)測(cè)量頭的尺寸巨大。
日本專利申請(qǐng)公開號(hào)2002-181502公開的測(cè)量頭，如圖9所示，利用旋轉(zhuǎn)支撐軸116作為支點(diǎn)，該測(cè)量頭可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置有位于測(cè)量頭主體112中的基臂114。擺動(dòng)支撐軸136裝配在基臂114的末端。通過(guò)擺動(dòng)支撐軸136，測(cè)量臂138被可擺動(dòng)地支撐，利用夾具機(jī)構(gòu)140，測(cè)量臂138能夠被固定在相對(duì)于擺動(dòng)支撐軸136形成任意角度的位置上。設(shè)定臂122被裝配在基臂114上，推動(dòng)具有可動(dòng)板124的設(shè)定臂122，引起基臂114向差動(dòng)變壓器118的零點(diǎn)位置移動(dòng)。通過(guò)使基臂114移動(dòng)到差動(dòng)變壓器118的零點(diǎn)位置，相對(duì)于擺動(dòng)支撐軸136可擺動(dòng)地支撐測(cè)量臂138，完成零點(diǎn)調(diào)節(jié)。在這種狀態(tài)下，母片W被夾在觸點(diǎn)142之間，然后測(cè)量臂138被夾具機(jī)構(gòu)140固定。
然而，具有上述裝置的測(cè)量頭，也具有以下缺點(diǎn)，即用于零點(diǎn)調(diào)節(jié)的機(jī)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致裝配和零點(diǎn)調(diào)節(jié)煩瑣。
考慮到上面所述的情況，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種測(cè)量頭，該測(cè)量頭便于零點(diǎn)調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)小巧簡(jiǎn)單。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種測(cè)量頭，該測(cè)量頭包括測(cè)量頭主體；基桿，所述基桿安裝在測(cè)量頭主體上，可沿著測(cè)量方向和縮進(jìn)方向擺動(dòng)；和測(cè)量桿，所述測(cè)量桿的基端通過(guò)夾具機(jī)構(gòu)可靠地并且可釋放地安裝在裝配在基桿末端部分的軸部分上，測(cè)量桿包括位于其末端的、接近被測(cè)物體的觸點(diǎn)，其中夾具機(jī)構(gòu)包括軸承件，所述軸承件裝配在測(cè)量桿的基端，并且在其中形成狹縫部分，以允許安裝在該狹縫部分中的軸部分沿著狹縫的閉合方向使狹縫部分彈性變形，以使軸承件固定在該軸部分；和固定件，所述固定件沿著打開方向和閉合方向可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在測(cè)量桿上，沿著打開方向旋轉(zhuǎn)固定件將釋放被軸承件固定的軸部分，沿著閉合方向旋轉(zhuǎn)固定件將沿著軸承件里的狹縫部分的閉合方向彈性地變形軸承件，以通過(guò)軸承件將測(cè)量桿固定到軸部分上，此時(shí)固定件利用在固定件中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力來(lái)偏轉(zhuǎn)測(cè)量桿，使其偏轉(zhuǎn)預(yù)定的量。
本發(fā)明的固定件的特征在于當(dāng)該固定件沿著閉合方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，使測(cè)量桿偏轉(zhuǎn)預(yù)定的量，因此在固定件打開時(shí)觸點(diǎn)鄰接母片的位置將自動(dòng)地設(shè)定到預(yù)定的行程量，例如前行程量。
在這個(gè)機(jī)構(gòu)里，隨著觸點(diǎn)鄰接母片，沿著閉合方向旋轉(zhuǎn)固定件，以將軸承件固定到軸部分，從而允許軸承件的恢復(fù)力(或者反作用引起的力)通過(guò)固定件由軸承件傳遞到測(cè)量桿。結(jié)果，測(cè)量桿將從零點(diǎn)位置向負(fù)側(cè)或者前行程量的方向偏轉(zhuǎn)，實(shí)質(zhì)上消除零點(diǎn)位置設(shè)定。這使得在小而簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)里調(diào)節(jié)零點(diǎn)位置成為可能。
“行程量”是指在調(diào)節(jié)零點(diǎn)位置中測(cè)量桿觸點(diǎn)末端間的距離和母片直徑的差值(偏離量)，“前行程量”是指當(dāng)觸點(diǎn)末端間的距離小于母片直徑時(shí)的差值(偏離量)。
優(yōu)選地，測(cè)量頭進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)基桿的擺動(dòng)量，并可變地控制測(cè)量桿的行程量。當(dāng)具有由固定件的閉合操作預(yù)先確定的測(cè)量桿偏轉(zhuǎn)量(行程量)的測(cè)量頭被用于測(cè)量另外一個(gè)和測(cè)量頭具有不同行程量的工件時(shí)，調(diào)節(jié)裝置因而被用于調(diào)節(jié)基桿的擺動(dòng)量，并可變地控制行程量。這樣行程量可以通過(guò)調(diào)節(jié)裝置機(jī)械地控制，增加了測(cè)量頭的靈活性。
優(yōu)選地，夾具機(jī)構(gòu)被密封，以防止外物從外部進(jìn)入。該夾具機(jī)構(gòu)被這樣密封以防止外物(如碎片、研磨劑顆粒和冷卻劑)從外部進(jìn)入，這樣可以有效地保證夾具機(jī)構(gòu)的精度、延長(zhǎng)壽命和防止誤操作等。
優(yōu)選地，固定件被構(gòu)造為可以手動(dòng)地或者通過(guò)工具旋轉(zhuǎn)。這樣固定件具有一種能夠手動(dòng)旋轉(zhuǎn)的裝置，例如設(shè)置有桿部分，或者另外一種能夠通過(guò)工具旋轉(zhuǎn)的裝置，例如具有孔(六角孔)，以允許六角桿狀扳手(六角扳鉗)配合到其中，以便于操作。
優(yōu)選地，固定件包括凸輪，且提供了接合裝置，所述的接合裝置以步進(jìn)方式保持凸輪的旋轉(zhuǎn)量。這樣凸輪的旋轉(zhuǎn)允許測(cè)量桿偏轉(zhuǎn)，且提供的接合裝置以步進(jìn)方式控制凸輪的旋轉(zhuǎn)量，便于測(cè)量桿的偏轉(zhuǎn)量的控制，即行程量的可變控制。


圖1是應(yīng)用于用于測(cè)量外徑的量具的測(cè)量頭的橫截面?zhèn)纫晥D；圖2是圖1所示的測(cè)量頭中的夾具機(jī)構(gòu)的第一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖3是主要部分的橫截面放大視圖，以說(shuō)明夾具機(jī)構(gòu)的配置；圖4是測(cè)量頭中的夾具機(jī)構(gòu)的第二個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖5(a)和5(b)是測(cè)量頭中的夾具機(jī)構(gòu)的第三個(gè)實(shí)施例的概念視圖；圖6(a)和6(b)是測(cè)量頭中的夾具機(jī)構(gòu)的第四個(gè)實(shí)施例的概念視圖；圖7(a)和7(b)是測(cè)量頭中的夾具機(jī)構(gòu)的第五個(gè)實(shí)施例的概念視圖；圖8是傳統(tǒng)測(cè)量頭結(jié)構(gòu)的橫截面圖；和圖9是傳統(tǒng)測(cè)量頭結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參考附圖，詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量頭的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是應(yīng)用于用于測(cè)量外徑的量具的測(cè)量頭10的側(cè)視圖。如圖1所示，矩形箱體形狀的測(cè)量頭主體12裝配有一對(duì)基桿14，這些基桿14相對(duì)于裝配在測(cè)量頭主體12里的支撐軸16可以擺動(dòng)地裝配在測(cè)量方向(箭頭A所示方向，即基桿14的末端互相接近的方向)和縮進(jìn)方向(箭頭B所示方向，即基桿14的末端互相遠(yuǎn)離的方向)。
各個(gè)基桿14的基端裝配有差動(dòng)變壓器18，該差動(dòng)變壓器18用于檢測(cè)基桿14的變化。差動(dòng)變壓器18由芯部18A和線軸18B構(gòu)成，芯部18A連接到基桿14的基端，線軸18B連接到測(cè)量頭主體12。
彈簧20被安裝在基桿14的基端附近?；鶙U14由于彈簧20的偏轉(zhuǎn)力而偏向箭頭A所示方向，或者說(shuō)測(cè)量方向。
設(shè)定臂22被安裝在基桿14上，鄰接調(diào)整板(調(diào)節(jié)裝置)24的設(shè)定臂22引起調(diào)整板24調(diào)節(jié)基桿14的擺動(dòng)量。
在基桿14的末端形成螺母部分26，螺母部分26設(shè)置有擺動(dòng)支撐軸(軸部分)28。
經(jīng)由第一個(gè)實(shí)施例的夾具機(jī)構(gòu)30，測(cè)量桿32被可擺動(dòng)地裝配到擺動(dòng)支撐軸28。觸點(diǎn)34被裝配在測(cè)量桿32的末端，觸點(diǎn)34和工件50鄰接，所述的工件50是被測(cè)物體，以測(cè)量工件50的外徑。
夾具機(jī)構(gòu)30包括軸承件36、臂38、凸輪盤40或固定件、桿42等等。盡管在圖2中桿42和凸輪盤40形狀大體相同，也可以使用其他形狀的桿42。
軸承件36是一個(gè)軸承，該軸承允許擺動(dòng)支撐軸28可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝配在其中，如圖1所示，并在測(cè)量桿32的基端形成，具有在其中形成的狹縫部分37。通過(guò)沿閉合方向彈性變形狹縫部分37，軸承件36被固定到擺動(dòng)支撐軸28。這樣將測(cè)量桿32不可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到基桿14上。另外，軸承件36被螺母部分26和螺母部分44固定在螺母部分26和螺母部分44之間，擺動(dòng)支撐軸28在其端部被連接到其各個(gè)螺母部分，如圖2所示，并通過(guò)密封件在螺母部分26和螺母部分44上滑動(dòng)，從而，可以防止在工件測(cè)量過(guò)程中，即在工件的處理過(guò)程中，碎片、研磨劑顆粒和冷卻劑等進(jìn)入到軸承件36中。
圖3是說(shuō)明這種配置的夾具機(jī)構(gòu)的主要部分的橫截面放大視圖。圓周槽26A、44A分別在與螺母部分26和螺母部分44的軸承件36相對(duì)的一側(cè)上形成，環(huán)形密封件54、54布置在槽26A、44A里，以擠壓軸承件的任意一側(cè)。密封件54橫截面為V形，這種橫截面形狀擠壓軸承件36的任意一側(cè)，提高密封性能。然而，也可以使用典型的O形環(huán)以取得相似的效果。
密封件54使用超硬硝基橡膠材料。然而，也可以使用其他材料如氯丁二烯橡膠，硅橡膠等。
為了密封夾具機(jī)構(gòu)30，除了密封件54，優(yōu)選提供能阻礙外物由外部進(jìn)入的路徑的任何部件。具體而言，軸承件36中的狹縫部分37(見(jiàn)圖1)可以用例如硅酮密封劑填充。這種硅酮密封劑等等在固化后可以保持柔性，不會(huì)阻礙狹縫部分37的閉合。
在圖3里，螺母部分26與基桿14形成一體，并具有通孔，通孔內(nèi)側(cè)沒(méi)有設(shè)置螺紋，和圖2中的配置相反。另外，露頭螺栓55被用于固定夾具機(jī)構(gòu)30。
通過(guò)螺釘46，臂38在其底部38A被固定在突起36A上，所述突起36A在軸承件36的狹縫部分37附近形成，如圖1所示。臂38的末端38B被插入到沿著測(cè)量桿32的長(zhǎng)度方向打開的狹縫32A里。
凸輪盤40通過(guò)軸48可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在狹縫32A里，也通過(guò)軸48被位于測(cè)量桿32一側(cè)的桿42支撐。另外，六角孔52在桿42中與軸48同軸地形成。該六角孔能夠和六角扳鉗配合，以沿著箭頭E所示的打開方向和箭頭F所示的閉合方向旋轉(zhuǎn)桿42。用于旋轉(zhuǎn)桿42的工具不限制于六角扳鉗。
沿著箭頭F所示的閉合方向旋轉(zhuǎn)桿42引起凸輪盤40周圍形成的凸輪表面中的突起表面41沿著箭頭G所示的方向擠壓臂38的末端38B。這使得軸承件36沿狹縫部分37的閉合方向彈性變形，將軸承件36固定到擺動(dòng)支撐軸28，并將測(cè)量桿32固定到基桿14。
在第一個(gè)實(shí)施例的夾具機(jī)構(gòu)30的機(jī)構(gòu)中，旋轉(zhuǎn)凸輪盤40以將軸承件36固定到擺動(dòng)支撐軸28，從而允許軸承件36的恢復(fù)力(或者由反作用引起的力)由軸承件36通過(guò)臂38、凸輪盤40和軸48傳遞到測(cè)量桿32。恢復(fù)力沿著圖1中箭頭H所示方向由臂38指向凸輪盤40，因此測(cè)量桿32由零點(diǎn)位置向負(fù)側(cè)或者說(shuō)向前行程量方向偏轉(zhuǎn)。通過(guò)使用軸承件36的恢復(fù)力、臂38的剛度，測(cè)量桿32的剛度等作為參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，將偏轉(zhuǎn)量設(shè)計(jì)為等于或者大于前行程量。
現(xiàn)在將介紹具有上述結(jié)構(gòu)的測(cè)量頭10設(shè)定零點(diǎn)調(diào)節(jié)的過(guò)程。
在圖1中，設(shè)定臂22鄰接調(diào)整板24，調(diào)節(jié)基桿14的擺動(dòng)。利用位于圖1中實(shí)線所示的打開位置的桿42，觸點(diǎn)34、34緊靠母片50。從測(cè)量頭10中的差動(dòng)變壓器18輸出的數(shù)據(jù)此刻表示前行程量。本實(shí)施例的夾具機(jī)構(gòu)30的特征在于當(dāng)桿42沿著閉合方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述夾具機(jī)構(gòu)30使得測(cè)量桿32偏轉(zhuǎn)等于前行程量的偏轉(zhuǎn)量，因此僅允許觸點(diǎn)34鄰接母片50，桿42打開，從而將自動(dòng)設(shè)定前行程量。其原因通過(guò)下面的介紹將更明顯。
然后，沿著箭頭F所示方向或者閉合位置旋轉(zhuǎn)桿42，隨著觸點(diǎn)34靠近母片50，引起軸承件36如上所述被固定到擺動(dòng)支撐軸28上。此時(shí)，軸承件36的恢復(fù)力(由反作用引起的力)由軸承件36通過(guò)臂38、凸輪盤40和軸48傳遞到測(cè)量桿32，引起測(cè)量桿32偏轉(zhuǎn)等于前行程量的偏轉(zhuǎn)量。接著這種偏轉(zhuǎn)引起測(cè)量桿32由上述的前行程量被設(shè)定的位置偏轉(zhuǎn)到零點(diǎn)位置，實(shí)質(zhì)上消除了零點(diǎn)位置設(shè)定的需要。因此依照夾具機(jī)構(gòu)30，零點(diǎn)位置設(shè)定變得方便了。
由于前行程量是根據(jù)被測(cè)工件50設(shè)定的，當(dāng)另外一個(gè)具有與預(yù)先定義的工件不同行程量的工件50要被測(cè)量時(shí)，調(diào)整板24的位置改變以調(diào)節(jié)基桿14的擺動(dòng)量，從而調(diào)節(jié)前行程量。調(diào)整板24連接到測(cè)微計(jì)上，所述測(cè)微計(jì)未示出，它裝配在測(cè)量頭主體12上，通過(guò)操作測(cè)微計(jì)可以使調(diào)整板24沿著箭頭C和D所示方向相對(duì)于測(cè)量頭主體12移動(dòng)。
這樣調(diào)整板24的位置相對(duì)于設(shè)定臂22變化，然后基桿14的擺動(dòng)量被調(diào)節(jié)，因此為測(cè)量頭10定義的前行程量被改變。這增加了測(cè)量頭10的適應(yīng)性。
盡管前行程量依賴于系統(tǒng)的類型、應(yīng)用場(chǎng)合等，典型地，優(yōu)選使用0.2mm數(shù)量級(jí)的值。然而，量值0.12mm優(yōu)選用于測(cè)量不連續(xù)表面，如齒輪。能夠改變行程量的結(jié)構(gòu)不僅僅限于上述一種結(jié)構(gòu)，利用其他結(jié)構(gòu)，如下面所述的圖5(a)和5(b)，以及圖6(a)和6(b)的結(jié)構(gòu)，也能夠?qū)崿F(xiàn)。
圖4是第二個(gè)實(shí)施例的夾具機(jī)構(gòu)60的結(jié)構(gòu)透視圖。與圖2所示的第一個(gè)實(shí)施例的夾具機(jī)構(gòu)30相似的部件將被示以相同的標(biāo)號(hào)，并不再進(jìn)行詳細(xì)介紹。
如圖4所示的夾具機(jī)構(gòu)60將凸輪盤62和桿64集成為一體。沿著箭頭I所示閉合方向旋轉(zhuǎn)桿64，引起在凸輪盤62周圍形成的凸輪表面中的突起表面63沿著箭頭G所示的方向擠壓臂38的末端38B。這使得軸承件36沿著軸承件36中的狹縫部分37的閉合方向彈性變形(見(jiàn)圖1)，將軸承件36固定到擺動(dòng)支撐軸28，并將測(cè)量桿32固定到基桿14。
在第二個(gè)實(shí)施例的夾具機(jī)構(gòu)60的機(jī)構(gòu)中，旋轉(zhuǎn)凸輪盤62以將軸承件36固定到擺動(dòng)支撐軸28，這樣允許軸承件36的恢復(fù)力(或者由反作用引起的力)由軸承件36通過(guò)臂38、凸輪盤40和軸48傳遞到測(cè)量桿32。恢復(fù)力沿著圖4中箭頭H所示方向由臂38指向凸輪盤62，因此測(cè)量桿32偏轉(zhuǎn)等于前行程量的偏轉(zhuǎn)量。
因此，在第二個(gè)實(shí)施例的具有夾具機(jī)構(gòu)60的測(cè)量頭里，零點(diǎn)位置通過(guò)固定桿64自動(dòng)設(shè)定，方便了零點(diǎn)位置設(shè)定。
圖5(a)是第三個(gè)實(shí)施例的夾具機(jī)構(gòu)70的結(jié)構(gòu)概念視圖，圖5(b)是沿著圖5(a)中的線5(b)-5(b)的截面圖。與圖2所示的第一個(gè)實(shí)施例的夾具機(jī)構(gòu)30相似的部件將以相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)示，并不再進(jìn)行詳細(xì)介紹。
如圖5(a)和5(b)所示的夾具機(jī)構(gòu)70將凸輪盤72和桿74集成一體。沿著箭頭J所示閉合方向旋轉(zhuǎn)桿74，引起在凸輪盤72周圍形成的凸輪表面中的突起表面73沿著箭頭K所示的方向擠壓臂38的末端38B。這使得軸承件36沿著軸承件36中的狹縫部分37的閉合方向彈性變形，以將軸承件36固定到擺動(dòng)支撐軸28(見(jiàn)圖1)，并將測(cè)量桿32固定到基桿14。
在第三個(gè)實(shí)施例的夾具機(jī)構(gòu)70中，利用測(cè)量桿32偏轉(zhuǎn)等于前行程量的偏轉(zhuǎn)量而得到的方便零點(diǎn)位置設(shè)定的效果基本上與第一個(gè)和第二個(gè)實(shí)施例的效果相同，不再進(jìn)行詳細(xì)介紹。
第三個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)特征在于固定件包括凸輪盤，并設(shè)置接合裝置，該接合裝置以步進(jìn)方式保持凸輪盤的旋轉(zhuǎn)量。接合裝置78包括在凸輪盤72的外圍表面上形成的齒輪形部分75和固定在測(cè)量桿32上的球狀活塞76。
具體而言，接合裝置78按如下方式配置。通孔32B設(shè)置在測(cè)量桿32的末端的端表面上，在通孔32B里提供有內(nèi)螺紋。沿著圓周方向設(shè)置有用于擰進(jìn)內(nèi)螺紋中的外螺紋的球狀活塞76被旋進(jìn)測(cè)量桿32的末端中的通孔32B中，并被定位以在其末端接合凸輪盤72的齒輪部分75。
球狀活塞76具有可以縮進(jìn)的球76A，所述球76A被彈簧(未示出)沿著突起方向偏壓，球狀活塞76利用裝配在齒輪部分75的齒之間的球76A調(diào)節(jié)凸輪盤72的旋轉(zhuǎn)。然而，調(diào)節(jié)力并不太大，大于預(yù)定值的旋轉(zhuǎn)扭矩將使得旋轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)無(wú)效。
具有上述結(jié)構(gòu)的接合裝置78以步進(jìn)方式保持凸輪盤72的旋轉(zhuǎn)量。凸輪盤72這樣形成，即它的外周表面的直徑逐漸改變，并以步進(jìn)方式改變凸輪盤72的旋轉(zhuǎn)量，允許臂38的壓力以步進(jìn)方式改變，從而為測(cè)量頭10定義的行程量能夠被改變。
圖6(a)是第四個(gè)實(shí)施例的夾具機(jī)構(gòu)80的結(jié)構(gòu)概念視圖，圖6(b)是沿著圖6(a)中的線6(b)-6(b)的截面圖。與圖2所示的第一個(gè)實(shí)施例的夾具機(jī)構(gòu)30相似的部件將用相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)示，不再進(jìn)行詳細(xì)介紹。
如圖6(a)和6(b)所示的夾具機(jī)構(gòu)80將凸輪盤82和桿84集成一體。沿著箭頭L所示閉合方向旋轉(zhuǎn)桿84，引起在凸輪盤82周圍形成的凸輪表面中的突起表面83沿著箭頭M所示的方向擠壓臂38的末端38B。這使得軸承件36沿著軸承件36中的狹縫部分37的閉合方向彈性變形，將軸承件36固定到擺動(dòng)支撐軸28(見(jiàn)圖1)，并將測(cè)量桿32固定到基桿14。
在第四個(gè)實(shí)施例的夾具機(jī)構(gòu)80中，利用測(cè)量桿32偏轉(zhuǎn)等于前行程量的偏轉(zhuǎn)量而得到的便于零點(diǎn)位置設(shè)定的效果基本上與第一個(gè)和第二個(gè)實(shí)施例的效果相同，不再進(jìn)行詳細(xì)介紹。
第四個(gè)實(shí)施例和第三個(gè)實(shí)施例相似，其結(jié)構(gòu)特征在于固定件包括凸輪盤，并設(shè)置有接合裝置，該接合裝置以步進(jìn)方式保持凸輪盤的旋轉(zhuǎn)量。接合裝置88包括在凸輪盤82的表面上形成的多個(gè)凹進(jìn)部分85和固定在測(cè)量桿32上的球狀活塞86。
具體而言，接合裝置88按如下方式配置。通孔32C設(shè)置在測(cè)量桿32的末端的端表面中，在通孔32C里提供有內(nèi)螺紋。沿著圓周方向設(shè)置有用于配合到內(nèi)螺紋中的外螺紋的球狀活塞86被擰入測(cè)量桿32中的通孔32C中，并被定位以在其末端接合凸輪盤82的凹進(jìn)部分85。
球狀活塞86具有可以縮進(jìn)的球86A，所述球86A被彈簧沿著突起方向偏壓，所述的彈簧未示出。利用配合在凹進(jìn)部分85中的球86A調(diào)節(jié)凸輪盤82的旋轉(zhuǎn)。然而，調(diào)節(jié)力并不太大，大于預(yù)定值的旋轉(zhuǎn)扭矩將使得旋轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)無(wú)效。
具有上述配置的接合裝置88可以以步進(jìn)方式保持凸輪盤82的旋轉(zhuǎn)量。凸輪盤82這樣形成，即它的外周表面的直徑逐漸改變，以步進(jìn)方式變化凸輪盤82的旋轉(zhuǎn)量允許臂38的壓力以步進(jìn)方式改變，結(jié)果使得為測(cè)量頭10定義的行程量能夠被改變。
圖7(a)是第五個(gè)實(shí)施例的夾具機(jī)構(gòu)90的結(jié)構(gòu)概念視圖，圖7(b)是沿著圖7(a)中的線7(b)-7(b)的截面圖。與圖2所示的第一個(gè)實(shí)施例的夾具機(jī)構(gòu)30相似的部件將用類似的標(biāo)號(hào)標(biāo)示，不再進(jìn)行詳細(xì)介紹。
第五個(gè)實(shí)施例的配置特征在于固定件91包括凸輪盤92等，固定件91沒(méi)有突出到測(cè)量桿32外面。如圖7(a)和7(b)所示的夾具機(jī)構(gòu)90包括具有凸輪盤92的固定件91和臂38等。
固定件91包括凸輪盤92、軸94和銷釘95，所述軸94穿過(guò)凸輪盤92并和凸輪盤92集成一體，所述銷釘95穿過(guò)凸輪盤92和軸94，使它們結(jié)合在一起。在軸94兩側(cè)形成有和軸94同軸的六角孔94A，六角孔94A能夠和六角扳鉗配合，用以順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)固定件91。旋轉(zhuǎn)固定件91的工具不僅僅限于六角扳鉗。
通孔32D、32D設(shè)置在測(cè)量桿32的兩側(cè)，固定件91的軸94經(jīng)由干軸承96、96可旋轉(zhuǎn)地固定在通孔32D、32D中。干軸承96、96被擠壓裝配到通孔32D、32D中。上述結(jié)構(gòu)允許測(cè)量桿32、固定件91的軸94和干軸承96大致互相齊平，形成平的外表，在測(cè)量桿32的外側(cè)沒(méi)有突出。
在第五個(gè)實(shí)施例的夾具機(jī)構(gòu)90中，利用測(cè)量桿32(見(jiàn)圖1)偏轉(zhuǎn)等于前行程量的偏轉(zhuǎn)量產(chǎn)生的方便設(shè)定零點(diǎn)位置的效果基本上與第一個(gè)和第二個(gè)實(shí)施例相同，不再進(jìn)行詳細(xì)介紹。
依照本發(fā)明的測(cè)量頭的各個(gè)實(shí)施例已經(jīng)被描述，本發(fā)明不僅僅限制于上述的示例性實(shí)施例，各種各樣的方式是可能的。
例如，盡管在各個(gè)實(shí)施例中描述了應(yīng)用于用于測(cè)量外徑的量具的測(cè)量頭的夾具機(jī)構(gòu)，它們不是限制性的，可以應(yīng)用于用于測(cè)量?jī)?nèi)徑的量具。在這種測(cè)量頭的情況下，夾具機(jī)構(gòu)可以這樣設(shè)計(jì)，使得測(cè)量桿相對(duì)于零點(diǎn)位置偏轉(zhuǎn)到正側(cè)，因?yàn)榍靶谐塘勘辉O(shè)置在這個(gè)方向。
另外，各種各樣的方式如實(shí)施例的各個(gè)例子的組合是可能的。例如，這樣一種方式是可能的，即組合在圖7(a)和7(b)所示的第五個(gè)實(shí)施例中使用的測(cè)量桿32外側(cè)無(wú)突起的配置和如圖6(a)和6(b)所示的第四個(gè)實(shí)施例中使用的夾具機(jī)構(gòu)80。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，本發(fā)明的固定件的特征在于當(dāng)所述固定件沿著閉合方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，它使測(cè)量桿偏轉(zhuǎn)預(yù)定的量，從而，在固定件打開時(shí)觸點(diǎn)鄰接母片的位置將自動(dòng)被設(shè)定到預(yù)定的行程量，例如，前行程量。在這種機(jī)構(gòu)里，隨著觸點(diǎn)鄰接母片，沿著閉合方向旋轉(zhuǎn)固定件以將軸承件固定到軸部分上允許軸承件的恢復(fù)力(或者由反作用引起的力)由軸承件通過(guò)固定件向測(cè)量桿傳遞。結(jié)果，測(cè)量桿將由零點(diǎn)位置向著負(fù)側(cè)或者沿著前行程量方向偏轉(zhuǎn)，實(shí)質(zhì)上消除了設(shè)定零點(diǎn)位置的需要。這使得在小巧且簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)中調(diào)節(jié)零點(diǎn)位置成為可能。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量頭，包括測(cè)量頭主體；基桿，所述基桿安裝在測(cè)量頭主體上，可沿著測(cè)量方向和縮進(jìn)方向擺動(dòng)；和測(cè)量桿，所述測(cè)量桿的基端通過(guò)夾具機(jī)構(gòu)可靠地并且可釋放地安裝到設(shè)置在基桿末端部分的軸部分上，測(cè)量桿包括位于其末端的、鄰接被測(cè)物體的觸點(diǎn)，其中夾具機(jī)構(gòu)包括軸承件，所述軸承件設(shè)置在測(cè)量桿的基端，并且在其中形成狹縫部分，以允許軸部分裝配在該狹縫部分中，使狹縫部分沿著狹縫的閉合方向彈性變形，以使軸承件固定在該軸部分上；和固定件，所述固定件沿著打開方向和閉合方向可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在測(cè)量桿上，沿著打開方向旋轉(zhuǎn)固定件將釋放被軸承件固定的軸部分，沿著閉合方向旋轉(zhuǎn)固定件將沿著軸承件中的狹縫部分的閉合方向彈性地變形軸承件，以通過(guò)軸承件將測(cè)量桿固定到軸部分上，此時(shí)固定件利用在固定件中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力來(lái)偏轉(zhuǎn)測(cè)量桿，使其偏轉(zhuǎn)預(yù)定的量
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量頭，進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)基桿的擺動(dòng)量，并可變地控制測(cè)量桿的行程量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量頭，其特征在于夾具機(jī)構(gòu)被密封，以防止外物從外部進(jìn)入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量頭，其特征在于固定件被構(gòu)造為可以手動(dòng)地或者通過(guò)工具旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量頭，其特征在于固定件包括凸輪，并且，提供接合裝置，所述接合裝置以步進(jìn)方式保持凸輪的旋轉(zhuǎn)量。
全文摘要
一種能容易地設(shè)定零點(diǎn)和前行程量的測(cè)量頭。首先，前行程量是通過(guò)使觸點(diǎn)(34、34)鄰接母片(50)而設(shè)定的。接著，通過(guò)沿箭頭E所示方向，或閉合位置，旋轉(zhuǎn)桿(42)，以使軸承件(36)固定在擺動(dòng)支撐軸(28)上。此時(shí)，通過(guò)臂(28)、凸輪盤(40)和軸(48)由軸承件(36)傳遞到測(cè)量桿(32)的軸承件(36)的恢復(fù)力或由反作用引起的力，引起測(cè)量桿(32)偏轉(zhuǎn)等于前行程量的偏轉(zhuǎn)量，因此從前行程量被設(shè)置的位置偏轉(zhuǎn)到零點(diǎn)位置。這樣就實(shí)現(xiàn)了零點(diǎn)位置的自動(dòng)設(shè)定。
文檔編號(hào)G01B5/00GK1672010SQ0381798
公開日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2003年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月26日
發(fā)明者金井隆明, 坂上智宣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東京精密